[发明专利]适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法

说明书

本发明公开了适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法，该方法为以下步骤，步骤一：构建风电并网结构；步骤二：搭建虚拟同步发电机控制结构，虚拟同步发电机控制包括模拟转子运动方程模块、虚拟励磁调节器和附加阻尼控制器；步骤三：附加阻尼控制器以模拟转子运动方程模块中的虚拟同步发电机角速度与电网角速度为输入，经过增益，滤波、补偿环节输出反馈到虚拟励磁调节器模块，作为励磁附加信号，最后在系统中引入反馈信号T_ADC；步骤四：通过自适应改变附加阻尼控制器的参数调整输出电压，进而影响电力系统的阻尼特性，从而更好的抑制低频振荡。附加阻尼控制环节并不会影响原系统的稳定运行状态，无需另加复位环节。

技术领域

本发明涉及电力电子逆变器技术/电力系统低频振荡技术领域，具体为一种适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法。

背景技术

随着化石能源大量燃烧带来的能源问题和环境问题更加突出，风能在电力系统中所占比重的越来越高，因为风能的随机性和间歇性的特点，风能很难控制其自身的有功出力，风电并网一直是电力系统领域的研究热点。虚拟同步发电机(virtual synchronousgenerators，VSG)控制基于虚拟同步机制可以增大电力系统等效转动惯量，提高电网稳定性。所以，风电并网广泛采用虚拟同步发电机技术。但是由于虚拟同步发电机模拟传统电机的机电暂态特性的同时，传统电机的动态稳定性问题也被引入到虚拟同步发电机中。VSG控制参数对系统阻尼比影响不大。而且这些参数通常在正常运行条件下不再变化(或仅在有限的范围内变化)。因此，VSG本身很难为电力系统提供额外的阻尼来抑制低频振荡。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法，基于虚拟同步发电机技术，在功率控制回路中附加阻尼控制器，以实现为系统提供正阻尼，从而达到有效抑制低频振荡的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法，该方法为以下步骤

步骤一：构建风电并网结构；e_abc等效为同步发电机的虚拟内电势，为逆变器中点的基波电压分量；L_T为滤波电感，用于抑制逆变器开关纹波，R为等效电阻，滤波电感与等效电阻等效为同步发电机的定子电感和内阻；i_abc和u_tabc为公共耦合点(PCC)的输出电流和电压，分别对应同步发电机的输出电流和端电压；L_g为传输线路的等效阻抗，呈感性；u_gabc为电网电压；整个过程是风力发电通过逆变器与滤波电感L_T和等效电阻R连接，最后经传输线路的等效阻抗L_g与电网u_gabc连接，并网的控制过程采用虚拟同步发电机VSG控制；

步骤二：搭建虚拟同步发电机控制结构，虚拟同步发电机控制包括模拟转子运动方程模块、虚拟励磁调节器和附加阻尼控制器；模拟转子运动方程模块和虚拟励磁调节器都是基于传统同步发电机控制建立的；模拟转子运动方程模块为有功功率控制，模拟传统同步发电机转动惯量与阻尼特性；虚拟励磁调节器为无功功率控制，模拟传统同步发电机一次调压特性；附加阻尼控制器以模拟转子运动方程模块中的虚拟同步发电机角速度与电网角速度为输入，将模拟转子运动方程模块中的信号引入到虚拟励磁调节器中；

步骤三：附加阻尼控制器以模拟转子运动方程模块中的虚拟同步发电机角速度与电网角速度为输入，经过增益，滤波、补偿环节输出反馈到虚拟励磁调节器模块，作为励磁附加信号，最后在系统中引入反馈信号T_ADC；

步骤四：通过自适应改变附加阻尼控制器的参数调整反馈信号T_ADC，从而调整输出电压，进而影响电力系统的阻尼特性，从而更好的抑制低频振荡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

附加阻尼控制环节并不会影响原系统的稳定运行状态，仅在动态过程中发挥作用，无需另加复位环节。